JP7063591B2

JP7063591B2 - 切換開閉器

Info

Publication number: JP7063591B2
Application number: JP2017236282A
Authority: JP
Inventors: 裕希辻本
Original assignee: Daihen Corp
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 2017-12-08
Filing date: 2017-12-08
Publication date: 2022-05-09
Anticipated expiration: 2037-12-08
Also published as: JP2019106403A

Description

本発明は、切換開閉器に関する。

２つの固定接点と、可動接点とを備え、可動接点を移動させていずれかの固定接点に接触させることで、可動接点に接続される固定接点を切換え、固定接点に接続されている電路と可動接点に接続されている電路とを接続する切換開閉器が知られている。

特許文献１には、負荷時タップ切換器に使用される切換開閉器が記載されている。この切換開閉器の固定接点は板状をなす。この切換開閉器の可動接点は、一端をボルトによって締結された２枚のバネと、バネの対向する面夫々の他端に設けられた２つの半球部を有する。固定接点にはタップ選択器により選択されるタップ夫々が接続してあり、可動接点には中性線が接続してある。可動接点の２つの半球部が固定接点の先端を挟持することによって、可動接点は固定接点に接触し、選択されているタップと中性線とが接続される。

特開２００１－１５３５７号公報

しかしながら、特許文献１の切換開閉器は、接点間の摩擦力により接触を保っているため、外力の作用によって可動接点が動き、接点間の接触が保てなくなる虞がある。板ばね力による挟持によって接触を強めているが、不十分である。更に固定接点又は可動接点の摩耗が進行する等の経年劣化により、接触が弱まる虞がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、外力の作用下においても、接点間の接触を強固に保ち得る切換開閉器を提供することを目的とする。

本開示の一態様に係る切換開閉器は、可動接点と２つの固定接点とを有する切換開閉器であって、前記可動接点は、該可動接点と一方の固定接点とが接触する第１接触位置と、前記可動接点と他方の固定接点とが接触する第２接触位置との間で揺動可能にしてあり、前記第１接触位置及び第２接触位置にある前記可動接点を夫々の位置に保持する向きに付勢する付勢部材を備え、前記付勢部材は、前記可動接点を付勢するためのバネを含み、該バネの一端は、前記可動接点に接続してあり、前記バネの他端は、前記可動接点が揺動する間において、平面視にて前記バネの一端と前記可動接点の揺動の中心とによる直線上の位置に固定してあり、前記バネは、引張バネであり、前記バネの他端は、前記可動接点の揺動の中心に対し、前記バネの一端と反対側の位置に固定してあることを特徴とする。又は、前記バネは、引張バネであり、前記バネの他端は、前記可動接点の揺動の中心に対し、前記バネの一端と反対側の位置に固定してあることを特徴とする。

本態様にあたっては、可動接点は、前記可動接点と一方の固定接点とが接触する第１接触位置と、他方の固定接点とが接触する第２接触位置との間で揺動可能に構成してある。前記第１接触位置及び第２接触位置にある前記可動接点を夫々の位置に保持する向きに付勢する付勢部材を備えているため、外力の作用下においても接点間の接触を強固に保ち、電路を適切に維持することができる。

本開示の一態様に係る切換開閉器は、前記付勢部材は、前記可動接点を付勢するためのバネを含み、該バネの一端は、前記可動接点に接続してあり、前記バネの他端は、前記可動接点が揺動する間において、平面視にて前記バネの一端と前記可動接点の揺動の中心とによる直線上の位置に固定してあることを特徴とする。

本態様にあたっては、付勢部材は、可動接点を付勢するためのバネを含み、バネの一端は可動接点に接続してあり、バネの他端は、可動接点が揺動する間において、平面視にて前記バネの一端と前記可動接点の揺動の中心とによる直線上の位置に固定してある。従って、このバネによって、第１接触位置及び第２接触位置にある可動接点を夫々の位置に保持する向きに付勢することができる。

本開示の一態様に係る切換開閉器は、前記バネは、引張バネであり、前記バネの他端は、前記可動接点の揺動の中心に対し、前記バネの一端と反対側の位置に固定してあることを特徴とする。

本態様にあたっては、バネは、引張バネであり、バネの他端は、可動接点の揺動の中心に対し、バネの一端の反対側となる位置に固定してあるので、引張バネの引張力を用いて、可動接点を夫々の位置に保持する向きに付勢することができる。

本開示の一態様に係る切換開閉器は、前記バネは、圧縮バネであり、前記バネの他端は、前記可動接点の揺動の中心に対し、前記バネの一端と同じ側の位置に固定してあることを特徴とする。

本態様にあたっては、バネは、圧縮バネであり、バネの他端は、可動接点の揺動の中心に対し、バネの一端と同じ側となる位置に固定してあるので、圧縮バネの押圧力を用いて、可動接点を夫々の位置に保持する向きに付勢することができる。

本開示の一態様に係る切換開閉器は、前記固定接点には、タップ選択器が選択しているいずれかのタップが接続され、前記可動接点には、中性線が接続されることを特徴とする。

本態様にあたっては、固定接点にはタップ選択器が選択しているいずれかのタップが接続され、前記可動接点には中性線が接続されることによって、外力の作用下においても、可動接点がずれることを抑制し、外力の作用下においても接点間の接触を強固に保ち、電路を適切に維持する負荷時タップ切換器用の切換開閉器を提供することができる。

外力の作用下においても、接点間の接触を強固に保ち得る切換開閉器を提供する。

実施形態１に係る切換開閉器が用いられた負荷時タップ切換器の回路図である。実施形態１に係る切換開閉器の要部を示す模式図である。実施形態１に係る切換開閉器の切換動作の説明図である。実施形態２に係る切換開閉器の要部を示す模式図である。実施形態２に係る切換開閉器の切換動作の説明図である。

（実施形態１）
以下、実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係る切換開閉器が用いられた負荷時タップ切換器の回路図である。負荷時タップ切換器は、タップ選択器１と切換開閉器２とを備える。

タップ選択器１は、主巻線Ｗが接続されるタップ巻線Ｗｔと、タップ巻線Ｗｔに設けられた偶数側タップ（ｔ２，ｔ４，ｔ６，ｔ８，ｔ１０）及び奇数側タップ（ｔ１，ｔ３，ｔ５，ｔ７，ｔ９，ｔ１１，）を有する。タップ選択器１は、更に偶数タップ選択器Ｔ２と奇数タップ選択器Ｔ１とを有する。奇数タップ選択器Ｔ１は、奇数側タップ（ｔ１，ｔ３，ｔ５，ｔ７，ｔ９，ｔ１１，）のいずれかのタップと電気的に接続され、タップ巻線Ｗｔのリアクトルの巻き数を可変させることにより、変圧比を調整する。偶数タップ選択器Ｔ２は、偶数側タップ（ｔ２，ｔ４，ｔ６，ｔ８，ｔ１０）のいずれかのタップと電気的に接続され、タップ巻線Ｗｔのリアクトルの巻き数を可変させることにより、変圧比を調整する。

切換開閉器２は、第１固定接点５、第２固定接点６及び可動接点３を備える。第１固定接点５は、奇数タップ選択器Ｔ１に電気的に接続されている。第２固定接点６は、偶数タップ選択器Ｔ２に電気的に接続されている。可動接点３は、可変コンデンサＣ２を介して、中性線Ｎに接続されている。第１固定接点５と、可動接点３と中性線Ｎとの接続接点との間には、限流抵抗Ｒ及び可変コンデンサＣ１が介在してある。可動接点３は、第１固定接点５及び第２固定接点６の間で揺動可能に構成されており、いずれかの固定接点５，６と接触することにより、この固定接点５，６に接続されているタップを介して、主巻線Ｗと中性線Ｎとが接続される。可動接点３を第１固定接点５及び第２固定接点６の間で切り替える際に循環電流が流れるが、限流抵抗Ｒ及び可変コンデンサＣ１，Ｃ２によって循環電流を抑制することができる。

図２は、実施形態１に係る切換開閉器２の要部を示す模式図である。切換開閉器２は、図示しない鉱油が満たされた密閉容器（絶縁筒）の内部に設けられている。切換開閉器２は、上述のごとく第１固定接点５、第２固定接点６及び可動接点３を備える。可動接点３を揺動させるため、切換開閉器２には、駆動円盤７及び受動円盤８による駆動機構が設けられている。切換開閉器２は、更に付勢部材４を備えている。

第１固定接点５及び第２固定接点６は、板状をなし、夫々の固定接点は、所定間隔を空けて設けられている。

可動接点３は、保持部３１、枢軸部３２、接点部３３及び係合部３４を含む。保持部３１は棒状をなし、一端側に接点部３３を保持している。保持部３１の中央部には枢軸部３２が設けられてあり、枢軸部３２を中心として、可動接点３は、揺動可能に構成されている。

接点部３３は、その基端を保持部３１によって保持されてあり、接点部３３の先端は二股に分かれている。接点部３３は、この二股に分かれた先端によって、固定接点５，６の一面及び他面を挟持するようにしてある。接点部３３には、中性線Ｎ（図１参照）が接続されている。

係合部３４は、円柱状の凸部をなし、保持部３１の他端側に設けられている。

駆動円盤７は、図示しないモータ等の駆動源によって、駆動円盤７の中心に対し回動可能に構成されている。駆動円盤７は、その中心が第１固定接点５及び第２固定接点６から略等しい距離となるように、配置されている。駆動円盤７の一面の周縁部には、駆動ブロック７１が突設されている。駆動ブロック７１は、平面視にて台形の凸状をなす。

受動円盤８の一面の周縁部には、受動円盤８の外周に沿って第１カム部８１及び第２カム部８２が、突設されている。第１カム部８１及び第２カム部８２は、平面視にて台形の凸状をなす。第２カム部８２は、第１カム部８１に対し、周方向にて略９０°となるように設けられている。受動円盤８の中心から第１カム部８１及び第２カム部８２までの距離は、駆動円盤７の中心から駆動ブロック７１までの距離と略同じに設定されている。

受動円盤８の外周の一部には、溝部８３が形成されている。溝部８３は、平面視にてＵ字状の開口をなし、このＵ字は受動円盤８の中心に向かって延びている。溝部８３は、周方向において、第１カム部８１と第２カム部８２との略中間に位置するように設けられている。溝部８３の幅は、可動接点３の係合部３４の直径より若干大きく設定されている。

紙面手前から奥に向かって、駆動円盤７、受動円盤８及び可動接点３が、この順番で配置されている。受動円盤８と駆動円盤７とは、平面視にて夫々の中心が重なるように配置されている。すなわち、受動円盤８と駆動円盤７とは同軸となるように、受動円盤８の中心は、駆動円盤７の中心に位置合わせして配置されている。

受動円盤８は第１カム部８１及び第２カム部８２が設けられた一面を、駆動ブロック７１が設けられた駆動円盤７の一面に対向させて、配置されている。駆動ブロック７１は、受動円盤８の周方向において第１カム部８１及び第２カム部８２の間、すなわち第１カム部８１及び第２カム部８２による内角の範囲に位置するように配されている。

可動接点３の係合部３４は、受動円盤８の溝部８３の内側に配されており、係合部３４の外周面と溝部８３の内面とが接触することによって、係合部３４と溝部８３とが係合するようにしてある。

付勢部材４は引張バネ４である。引張バネ４の一端は、可動接点３の保持部３１の他端部に、電気的に絶縁して接続してある。引張バネ４の他端は、可動接点３が揺動する間において、平面視にて引張バネ４の一端と揺動の中心となる枢軸部３２との直線上に位置するように、固定されている。当該引張バネ４の一端と揺動の中心となる枢軸部３２との直線上の位置には、バネ接続部９が設けられてあり、引張バネ４の他端はバネ接続部９に接続されることによって、固定されている。バネ接続部９は、枢軸部３２に対し、引張バネ４の一端と反対側に位置して設けられている。

図３は、実施形態１に係る切換開閉器２の切換動作の説明図である。可動接点３は、駆動機構によって第１固定接点５から第２固定接点６に向かって揺動し、固定接点５，６の切換を行う。可動接点３が第１固定接点５に接触した位置を第１接触位置とし、第２固定接点６に接触した位置を第２接触位置とする。

図３Ａは、可動接点３が第２接触位置にある状態を示している。この状態から、駆動円盤７が時計回りに回動することによって、駆動円盤７の駆動ブロック７１も周方向に沿って移動する。駆動ブロック７１が移動することによって、第１カム部８１に当接していた駆動ブロック７１の一方の斜辺部が、第１カム部８１から離間し、駆動ブロック７１の他方の斜辺部が第２カム部８２に当接する。駆動ブロック７１は第２カム部８２に当接した後、第２カム部８２を押圧することによって、受動円盤８が時計回りに回動される（図３Ｂ参照）。

受動円盤８が回動されることによって、受動円盤８の溝部８３に係合されている可動接点３の係合部３４が、溝部８３と共に受動円盤８の周方向に沿って移動する。駆動円盤７が更に時計回りに回動することによって、図３Ｃに示すごとく、平面視にて、引張バネ４の一端と枢軸部３２との直線上にバネ接続部９（引張バネ４の他端）が位置する状態となり、可動接点３が死点に位置する状態となる。図３Ｃ以降は、すなわち死点を越えた後は、駆動円盤７の回動による力に加え、引張バネ４の引張力によって、可動接点３は揺動し、第１接触位置にある状態となる（図３Ｄ参照）。

可動接点３には引張バネ４が接続されているため、可動接点３が第１接触位置に位置する際、可動接点３は、引張バネ４によって、第１固定接点５側に更に揺動されるように引っ張られる。可動接点３が第２接触位置に位置する際、可動接点３は、引張バネ４によって、第２固定接点６側に更に揺動されるように引っ張られる。従って、可動接点３は、第１接触位置及び第２接触位置を保持する向きに付勢され、予期せぬ外力が発生しても、可動接点３が接触している固定接点５，６からずれることを抑制することができる。

可動接点３を第１接触位置又は第２接触位置から他方の接触位置に揺動するため、駆動円盤７による回転トルクは、引張バネ４の引張力よりも大きくなるように設定してある。引張バネ４の他端は、可動接点３が揺動する間において、平面視にて、引張バネ４の一端と揺動の中心となる枢軸部３２との直線上に位置するように固定してある。従って、可動接点３が揺動する間において、死点を越えた以降は、引張バネ４の引張力を利用して、可動接点３を揺動させることができる。可動接点３を確実に揺動させ、可動接点３と固定接点５，６とを接触させることができる。

バネ接続部９は、受動円盤８の中心及び枢軸部３２の中心を通る直線上に設けられている。バネ接続部９を受動円盤８の中心及び枢軸部３２の中心を通る直線上に設けることによって、可動接点３が第１接触位置にある場合と第２接触位置にある場合とにおける引張バネ４の引張力を略均等にすることができ、外力に対するずれを効率的に抑制することができる。

（実施形態２）
図４は、実施形態２に係る切換開閉器の要部を示す模式図である。図５は、実施形態２に係る切換開閉器の切換動作の説明図である。実施形態２の切換開閉器２は、付勢部材４１が圧縮バネ４１である点で異なる以外は、実施形態１の切換開閉器２と同様の構成を有する。

付勢部材４１は圧縮バネ４１である。圧縮バネ４１の他端は、可動接点３が揺動する間において、平面視にて、圧縮バネ４１の一端と、揺動の中心となる枢軸部３２との直線上の位置に固定されている。当該圧縮バネ４１の一端と揺動の中心となる枢軸部３２との直線上の位置には、バネ接続部９が設けられてあり、圧縮バネ４１の他端はバネ接続部９に接続されることによって、固定されている。バネ接続部９は、枢軸部３２に対し、圧縮バネ４１の一端と同じ側に位置している。

図５に示すごとく、実施形態１と同様に駆動円盤７を回動させることによって、可動接点３は、第２接触位置（図５Ａ、図５Ｂ）から第１接触位置（図５Ｄ）に揺動される。可動接点３が揺動される間において、図５Ｃに示すごとく、平面視にて、圧縮バネ４１の一端と枢軸部３２との直線上にバネ接続部９（圧縮バネ４１の他端）が位置する状態となり、可動接点３が死点に位置する状態となる。

可動接点３には圧縮バネ４１が接続されているため、可動接点３が第１接触位置に位置する際、可動接点３は、圧縮バネ４１によって、第１固定接点５側に更に揺動されるように押圧される。可動接点３が第２接触位置に位置する際、可動接点３は、圧縮バネ４１によって、第２固定接点６側に更に揺動されるように押圧される。従って、可動接点３は、第１接触位置及び第２接触位置を保持する向きに付勢され、予期せぬ外力が発生しても、可動接点３が接触している固定接点５，６からずれることを抑制することができる。

圧縮バネ４１の他端は、可動接点３が揺動する間において、平面視にて、圧縮バネ４１の一端と揺動の中心となる枢軸部３２との直線上に位置するよう固定してある。従って、可動接点３が揺動する間において、死点を越えた以降は、圧縮バネ４１の押圧力を利用して、可動接点３を揺動させることができる。可動接点３を確実に揺動させ、可動接点３と固定接点５，６とを接触させることができる。

バネ接続部９は、平面視にて受動円盤８の中心と同じ位置に設けられている。すなわち
バネ接続部９は、受動円盤８の中心及び枢軸部３２の中心を通る直線上に設けられている。バネ接続部９を受動円盤８の中心及び枢軸部３２の中心を通る直線上に設けることによって、可動接点３が第１接触位置にある場合と第２接触位置にある場合とにおける圧縮バネ４１の押圧力を略均等にすることができ、外力に対するずれを効率的に抑制することができる。

実施形態１、実施形態２において、バネ接続部９は、可動接点３が揺動する間において、平面視にて、引張バネ４の一端と揺動の中心となる枢軸部３２との直線上に位置するように設けてあるとしたが、これに限定されない。また、バネ接続部９は、受動円盤８の中心及び枢軸部３２の中心を通る直線上に設けられているとしたが、これに限定されない。バネ接続部９は、可動接点３が付勢部材４１，４２によって第１接触位置及び第２接触位置を保持する向きに付勢される位置に設けられてあればよい。実施形態１、実施形態２において、可動接点３を揺動させるため、駆動円盤７の駆動ブロック７１と受動円盤８の夫々のカム部８１，８２とを当接させ押圧するとしたが、これに限定されない。可動接点３を揺動させるにあたり、例えば駆動円盤７に設けられた円柱状のピンを、受動円盤８に設けられた溝部に係合させて受動円盤８を回動させてもよい。又は、可動接点３の枢軸部３２にモータ等の駆動源と係合させ、可動接点３を揺動してもよい。

実施形態１、実施形態２において、切換開閉器２は、負荷時タップ切換器にて用いられるとしたが、これに限定されない。切換開閉器２は、電源切換器等の電路の切換を行うための機器に用いることができる。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１タップ選択器
２切換開閉器
３可動接点
３１保持部
３２枢軸部
３３接点部
３４係合部
４付勢部材（引張バネ）
４１付勢部材（圧縮バネ）
５第１固定接点（固定接点）
６第２固定接点（固定接点）
７駆動円盤
７１駆動ブロック
８受動円盤
８１第１カム部
８２第２カム部
８３溝部
９バネ接続部

Claims

可動接点と２つの固定接点とを有する切換開閉器であって、
前記可動接点は、該可動接点と一方の固定接点とが接触する第１接触位置と、前記可動接点と他方の固定接点とが接触する第２接触位置との間で揺動可能にしてあり、
前記第１接触位置及び第２接触位置にある前記可動接点を夫々の位置に保持する向きに付勢する付勢部材を備え、
前記付勢部材は、前記可動接点を付勢するためのバネを含み、
該バネの一端は、前記可動接点に接続してあり、
前記バネの他端は、前記可動接点が揺動する間において、平面視にて前記バネの一端と前記可動接点の揺動の中心とによる直線上の位置に固定してあり、
前記バネは、引張バネであり、前記バネの他端は、前記可動接点の揺動の中心に対し、前記バネの一端と反対側の位置に固定してある
ことを特徴とする切換開閉器。
可動接点と２つの固定接点とを有する切換開閉器であって、
前記可動接点は、該可動接点と一方の固定接点とが接触する第１接触位置と、前記可動接点と他方の固定接点とが接触する第２接触位置との間で揺動可能にしてあり、
前記第１接触位置及び第２接触位置にある前記可動接点を夫々の位置に保持する向きに付勢する付勢部材を備え、
前記付勢部材は、前記可動接点を付勢するためのバネを含み、
該バネの一端は、前記可動接点に接続してあり、
前記バネの他端は、前記可動接点が揺動する間において、平面視にて前記バネの一端と前記可動接点の揺動の中心とによる直線上の位置に固定してあり、
前記バネは、圧縮バネであり、前記バネの他端は、前記可動接点の揺動の中心に対し、前記バネの一端と同じ側の位置に固定してある
ことを特徴とする切換開閉器。
前記固定接点には、タップ選択器が選択しているいずれかのタップが接続され、
前記可動接点には、中性線が接続される
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の切換開閉器。